JPS58198775A - 水中探知装置における表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、広範囲方向を探知するサーチライトソナーや
スキャンニングソナー等の水中探知装置に係り、特には
広範囲方向から帰来する探知信号の時間的経過を表示す
る表示装置に関する。

従来のこの種の水中探知装置は、例えば広範囲方向に無
指向性の超音波パルスを送波する一方、各方向から帰来
するその反射波を、各々の方向に対して個別的に指向方
向を有する超音波受波器で受波するようにしている。そ
して、各方向から帰来してきた反射波を表示装置のブラ
ウン管上に表示するときは、各々の反射波を高速度で時
系列化することにまり等距離線上の反射波をサンプリン
グし、そのサンプリング信号によシ、スパイラル走査を
行うブラウン管の電子ビームを輝度変調して、各方向か
らの反射波を各々の対応方位位置にて表示する。

ところが、このような表示装置においては、超音波受波
器の指向性に起因して、反射波がブラウン管でモザイク
状に表示されることが多い。また、水中から帰来する反
射波が船舶の動揺等にまシ比較的不安定であるので、表
示器上では雑音が表示されているのか、探知物体が表示
されているのかの判別が比較的困難である。特に、探知
物体が小物体であるときは、表示器上ではその探知物体
が点状に表示され、しかも船舶の動揺等にょシ点滅表示
されるため、探知物体の判別が一層困難である。

まＴこ、このような表示装置にあっては、探知物体を瞬
時毎に表示する１こめ、探知物体の時間的経過に伴なう
動きについては操作者による探知物体の過去の動きに対
する記憶に頼らざるを得す、し１こがって探知物体の連
続する動きを正確に把握することに難点がある。

本発明の目的は、上述に鑑み、広範囲方向の探知結果を
表示器上に表示するとともに、所望の範囲方向から帰来
する反射波（探知信号）を選出し、選出しｙ、＝探知信
号の時間的経過を同一の表示器まｔコは別に備え１こ表
示器上に重ね表示させるようにして、探知物体の有無を
明確に識別することができ、しかも探知物体の動きを正
確にかつ容易に把握することができる、水中探知装置に
おける表示装置を提供することである。

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

なお、本発明においては、連続する複数方位からの探知
信号の時間的経過を表示器上に重ね表示□ “することにより、複数の方向についての探知信号の時
間的経過を同時に表示することができるようにする一方
、隣接方向との関連も分かり易くかつ立体的に表示する
ことができるようにしている。

ま１コ、本発明においては、全方向の探知信号の時間的
経過をメモリーに記憶させることにより、任意の方向の
探知信号を任意の時刻に表示することができるようにし
ている。

先ず、本発明の実施例の詳細な説明ζこはいる前に、本
発明における探知信号の表示方式について第１図を参照
しながら簡単に説明する。

第１図はスキャンニングソナーで受信され１コ連続する
８方位からの探知信号を表示器上に重ね表示しｙ、＝表
示例を承す図である。第１図の表示器の表示画面におい
て、Ｘ方向は深度方向を示し、Ｙ方向は時間方向を示す
。連続する８方位をそれぞれ符号でｎ　、　ｎ＋’ｌ、
ｎ＋２であらゎす。今、表示範囲を深度１００ｍ　　と
すると、ｎ方位からの探知信号はある。次に、（ｎ＋１
’）方位からの探知信号は表示画面のＸ方向の上端から
Ｘｉまでを０〜１００　ｍとじて表示される。この場合
の画像縮尺率は１−ａである。１こだし、０　＜　ａ　
＜　１である。ま１こ、（ｎ＋２　）方位からの探知信
号は同様に表示画面のＸ方向の上端からｘ２までを０〜
１００ｍとして表示される。この場合の画像縮尺率は１
−２ａである。このようにして、連続する８万位からの
探知信号は、表示画面上においてＸ方向に少しずつ異な
る縮尺率で連続的にかつ立体的に表示されることができ
る。ここでＧｌ　、Ｇ２　、Ｇ３は８方位からの探知信
号によシ表示された魚群である。なお、上記表示例にお
いては、各方向からの探知信号を少しずつ縮尺率を変え
て表示させるＴこめ、発振線系の位置は全ての探知信号
について同じにしている。この場合、縮尺率を一定とし
、発振線系の位置を少しずつ各探知信号に対応してずら
せてもよい。さらに、上記表示例における各探知信号の
表示画面は、それぞれの画像縮尺率に対応して等差内に
その大きさが異なっているが、等比的にその大きさが異
なるようにしてもよい。

まＴコ、上記表示例において、３万位からの探知信号に
基づく画像Ｇ１　＋　Ｇ２　＊　Ｇ３が重なシ合つｔコ
ときには、図示のようにｎ方位に関する画像Ｇｌが最優
先され、その次に（ｎ＋１）方位に関する画像Ｇ２がを
先される。次に、８万位からの探知信号が上記し１こ優
先順位でもって少しずつ異なる縮尺率で重ね表示される
ことになるが、例えば海底では、３万位の海底が連続的
に＆　、　（Ｉｓ　、’、＆のように重ね表示され、こ
のためｎ方位とＣｎ＋１）方位の海底線（１４＋１３が
非常に分かシにくい。そこで、各方位の探知信号に対応
する表示画面上の表示信号の周囲を各方位に対応して予
めに決定され１こ色で囲む一方、その色を含めて前記優
先順位でもって探知信号を重ね表示させる。なお、この
場合、上述のように表示信号の周囲全体を特定の色で囲
まな５代わシに、海底判別によシ海底の上端だけを特定
の色で囲むようにしても分かり易い亀ね表示を得ること
ができる− 次に、上述しＴコ表表示式に基づく本実施例をスキャン
ニングソナーに適用して第２図〜第４図を参照しながら
説明する。

第２図は本実施例における表示画面の模式図である。即
ち、本実施例の表示画面は、Ｙ方向にＬ個の画素０．１
・・・、Ｌ−１とＸ方向にＭ個の画素０．１．・・・２
Ｍ−１から構成される。ま１コ、本実施例では、スキャ
ンニングソナーの全周３６０°をＮ方位に分割し、Ｎ方
位からの探知信号をＬ回送信分だけメモリーに書込む一
方、メモリーから前記探知信号を読出して、原理的には
上述の表示例に示すように、ま１こ詳しくは後述する回
路手段による表示操作を行って、表示画面上に各方位か
らの探知信号を重ね表示する。

第８図は、本実施例のブロック回路図である。

なお、本実施例では説明の便宜上、次の条件に特定する
。即ち、（１）重ねる方向は８つまでとし、（２）探知
信号の上側のみを特定の色で囲むものとし、（３）探知
物体を瞬時毎に表示する表示器とは別の表示器に表示す
るものとし、（４）表示器はカラーブラウン管とする。

なお、各構成部に付される符号は□゛　　　説明順には
必ずしも付されていない。

先ず、第８図において超音波送受波器１は、広範囲方向
に超音波パルスを送波するとともに、水中内の各方向か
らの反射波を受波する。ここで、超音波送受波器１は、
第４図に示すまうに、指向方向がθ。、θｌ＋０２＋・
・・、θＮｌ　　のように少しずつ異なる指向性送受波
器ｍ　＋Ｔ１＋Ｔ２　＋・・・ｓ　ＴＮ−１が円周方向
に沿って配列されて構成される。このよう象構成の超音
波送受波器１は、超音波パルスの送波時に送信器２によ
り全部の指向性送受波器Ｔｏ　＋″ｒ１．ｍ。

・・・ｅ　ＴＮ−１を同時に励振されて広範囲方向に超
音波パルスを送波する。こうして送波され１こ後各方向
から帰来する反射波は、指向性送受波器Ｔｏ、′ｒ１゜
Ｔ２．・・・ｒ　ＴＮ−１によって受波される。受波さ
れＴコ反射波は、時系列回路３へ送出される。時系列回
路３は、送出されてきた反射波に係る探知信号を電子的
に切換えて時系列化するものであって、例えば第４図に
示すように可動〒端子Ｓｏｏと、指向性送受波器Ｔｏ　
、Ｔ１＋Ｔ２１・・・＊　ＴＮ−１に個別的に対応する
固定端子Ｓｏ、Ｓｌ、Ｓ２．・・・＋５Ｎ−１とで構成
される。時系列回路８の□固定端子Ｓｏ　ＩｓＩ　、Ｓ
２１・・・＋　５Ｎ−１の各々に導びかれる指向性送受
波器ＴＯ、Ｔ１．Ｔ２　、・・・。

Ｔ　Ｎ−１からの各探知信号は、可動端子Ｓｏｏが各々
の固定端子Ｓｏ　、Ｓｌ　、Ｓ２　、・・・ｅ　５Ｎ−
１に接触することにより順次取出される。

時系列回路８の可動端子Ｓｏｏの切換動作は、方位カウ
ンタ７からのカウント出力によシ行われる。

方位カウンタ７は、分周器８から送出される・、＋ｆル
ス列をカウントするＮ進カウンタであって、分局器８の
パルス列を０からＮ−１までカウントし、時系列回路８
が指向性送受波器１．ｒ１＋Ｔ２　ｖ・・・。

ＴＮ−１からの各探知信号を一巡してめ変換器４に送出
してカウント値がＮ−１から０になっｔことき深度パル
スを発生するとともにその深度パルスを深度カウンタ６
へ送出する。なお、時系列回路８は、方位カウンタ７の
カウント値が示す方位の指向性送受波器Ｔｏ　、Ｔ１．
Ｔｓ　、・・・、Ｔト１からの探知信号を〜勺変換器４
に送出する。

次に、深度カウンタ６は、Ｍ進カウンタであって、方位
カウンタ７からの深度パルスをＯからＭ−１までカウン
トし、次のＭ個目の深度パルスでカウントが０になっＴ
こときに時間パルスを発生するとともにその時間パルス
を時間カウンタ５と送信回路２とへ送出する。送信回路
２はこの時間パルスによ）超音波送受波器１を駆動する
。一方、時間カウンタ５はＬ進減算カウンタであって、
深度カウンタ６からの時間パルスでＬ−１，Ｌ−２゜・
・・、２，１．０と減カウントし、次の時間パルスでＬ
−１のカウント値に戻る。

これらの方位カウンタ７、深度カウンタ６、時間カウン
タ５の各カラン÷値は、後述するメモリー回路５７の探
知信号書込みアドレス信号として使用される。

なお、分周器８は、クロックパルス回路１８の出力クロ
ックパルス（周波数ｆｏ　）を、探知範囲設定器９の設
定値にしたがって分周する。例えば、探知距離が５００
ｍであシ、水中音速が１５００　即依であるとすると、
分局器８の出力パルス周波数は次式で与えられる。

甲：／　５００Ｊ　ＸＮＸＭ　（田） 一方、時系列回路８から送出されｒコ各方位からノ探知
信号は、φ変換器４でＩビットのディジタル信号に変換
されＴこ後、メモリー回路５７へ送出される。

次に、メモリー回路５７について第５図を参照して説明
する。このメモリー回路５７には、各方位島。

θ１．θ２．・・・、θＮ−ｔに各々対応して（Ｎ−１
）個のメモリー５７１．５７２．・・・、　５７（Ｎ−
１）が存在する。各々のメモリー５７１．５７２．・・
・、　５７（Ｎ−１）は、各々、第２図のＹ（時間）方
向の画素数り個×Ｘ方向（深度）方向の画素数Ｍ個×Ｉ
ビットの記憶容量を持つ。

まＴこ、各々のメモリー５７１．５７２．・・・、　５
７（Ｎ−１）は、１ビツトの入力線Ｄｉと出力線Ｄｏ　
ｉ（ｉ＝０．１　＋　−＋　Ｎ−１）と、αビットのア
ドレス線と、１ビツトの書込み／続出し線と、１ビツト
の選択線とを持つ。なお、前記ａの値は、Ｌ−１および
Ｍ−１を２進数であられしＴこときには、それぞれ、β
ビット数およびβビット数となシ、その場合α＝β十ν
の式が成立する。まｔこ、ρも同様にＮ−１を２進数で
あら′　　わし１こときのビット数である。

次に、ＮΦ変換器４からメモリー回路５７内の上記各メ
モリー５７１，５７２．・・・、　５７（Ｎ−１）にＩ
ビットの探知信号が、入力線Ｄｉを介して入力される。

深度カウンタ６と時間カウンタ５の各カウント出力が、
切換器４０．４１を介して各メモリー５７１　、５７２
　、・・・、５７（Ｎ−１）に入力されることにより探
知信号がメモリーに書込まれるアドレスが指定される。

ま１こ、方位カウンタ７のカウント出力がデコーダ４５
でデコードさ歌て各メモリーへ入力されることによシ探
知信号が書込まれるメモリーが指定される。

一方、このようにして時間および深度ならびに方位に対
応してメモＩＪ−５７１等に書込まれた各方位からの探
知信号の内、８万位からの探知信号のみが、切換スイッ
チ１７，１８，１９，４２，４８．４４で選択されるこ
とによりメモリー回路６７から読出される。

ここで、切換スイッチ１９はｎ方位の、切換スイッチ１
８は（ｎ＋１）方位の、切換スイッチ１７は（ｎ＋２）
方位のメモリー出力データを選出する。また、切換スイ
ッチ４２はｎ７３’位の、切換スイッチ４８は（ｎ＋１
）方位の、切換スイッチ４４は（ｎ＋２）方位の読出し
アドレス中の深度方向アドレスを切換える。更にまＴこ
、これらメモリーでは、読出しアドレス中の時間方向ア
ドレスが加算器１０により読出され、ま１こデコーダ４
５が、読出し中は全てのメモリーを選択するように動作
し、選択されＴこメモリー位置の探知信号が読出される
。

メモリー５７１，５７２．・・・、　５７（ｎ−１）に
おける探知信号の書込み／読出しタイミング制御は、ク
ロックパルス！発生器１３の出力パルスによって行われ
る。

クロックパルス発生器１８の出力パルスの周波数ｆ。

は、表示器５０へ表示用探知信号を転送する周波数であ
る。クロックパルス発生器１め出力パルスが高レベルの
ときはメモリーへ書込みが行われ、その出力パルスが低
レベルのときはメモリーからの読出しが行われる。切換
器４０，４１、デコーダ４５もこの書込み／読出しに対
応して同時に動作し、前記出力パルスが高レベルのとき
は切換スイッチが図上、左側の接点の方に切換わシ、そ
の出力パルスが低レベルのときは右側の接点の方に切換
わる。

また、デコーダ４５は、前記出力パルスが高レベルのと
きは方位カウンタ７のカウント値をデコードしてなる値
に対応するメモリーのみを動作させる一方、前記出力パ
ルスが低レベルのときは全てのメモリーを動作させる。

クロックパルス発生器１８の出力周波数は分局器８の出
力周波数に比較して高いので、同じメモリーの位置に何
回も連続して探知信号が書込まれることになるが、メモ
リーには方位カウンタ７のカウント値が変化する直前の
探知信号が記憶されることになる。なお、切換器４２，
４８．４４で８方位の深度方向アドレスを切換えるのは
、既述しｒこように各方位の縮尺率が異なるためである
。

次に、深度方向の読出しアドレスを示す深度方向読出用
カウンタ１５のカウント値がＸであると、ｎ方位につい
てはそのカウント値はＸであシ、（ｎ＋１　）方位につ
いてはそのカウント値はｘＡｌ−ａ）であり、（ｎ＋２
）方位についてはそのカウント値はｘ／（１−２ａ）で
なければならない。リードオンリメモリ１１．１２はそ
の１こめのメモリであって、一方のリードオンリメモリ
１１は入力Ｘに対してｘ／（’　１−２ａ）を、他方の
リードオンリメモリ１２は入力Ｘに対してｘ／（１−ａ
）を、それぞれ出力する。なお、このリードオンリメモ
リの代わりに乗算器を使用してもよい。

深度方向読出用カウンタ１５および時間方向の読出しア
ドレスを示す時間方向読出し用カウンタ１４について説
明する。先ず、深度方向読出用カウンタ１５は、Ｍ進カ
ウンタであって、クロックパルス発生器１８のクロック
パルスを０から（Ｍ−１）までカウントし、次のパルス
でＯになっＴこときに時間方向続出用パルスを時間方向
読出用カウンタ１４へ送出する。時間方向読出用カウン
タ１４はＬ進カウンタであって、深度方向読出用カラン
々１５がらの時間方向読出用パルスを０からＭまでカウ
ントし、次の時間方向読出用パルスが入力されたときに
カウント値が・０になる。深度方向読出用カウンタ１５
のカウント値に加算器１６で１を加算するのは、後述す
るシフトレジスタ２８，２４．２５テ１　）’ット（画
素）表示が深度方向読出用力□ウンタ１５のカウント値
に対しておくれるのを避けるため予め進める１こめであ
る。

加算器１め加算値がＭのときには加算器１６は〇を出力
するようになっている。

次に、メモリーから読出され１コＩビツトの８方位から
の探知信号は、切換器１７，１８．１９　　を通って加
算器２０，２１，２ｚへ送出される。加算器２０．２１
．２２は厳密には減算器であって、探知信号中、ｎ方位
の微弱な信号が多すぎ、（ｎ　＋　１　）および（ｎ＋
２）方位の探知信号が見えなくなっ１ことき、探知信号
中の微弱な信号を打消すＴコめのものである。加算器２
０，２１．２２によシ減算して０あるいは負になったと
きには、Ｏをシフトレジスタ２Ｂ、２４．２５にそれぞ
れ出力する。ここで、加算器２０，２１．２２に表示信
号強度設定器５８から同じ値の設定出力が送出されるよ
うになっているが、各方位毎に別々の表示信号強度設定
器を設け、各方位に対応して減算値を変えてもよい。

シフトレジスタ２８，２４．２５は２画素分のシフトレ
ジスタであって、□対応する検出器２６，２７，２８お
よび切換器２９，８０．８１と共に、表示信号の上端に
色付けするよう動作する。また、各シフトレジスタ２８
゜２４、２５には表示用探知信号が、読出しと同スピー
ドでクロックパルス発生器１８のパルスに応答して取込
まれる。このようにして取込まれた２つの表示用探知信
号をＤｔ、Ｄｔ＋１とする。表示器５０上では、一方の
表示用探知信１号Ｄｔが上側に表示される。な゛お、上
記色付けは一方の表示用探知信号Ｄｔが０で他方の表示
用探知信号Ｄｔ＋１　　が０以外の時打なわれる。即ち
、一方の探知信号Ｄｔが０、他方の探知信号Ｄｔ＋１　
　がＯ以外であることを検出器２６，２７゜２８で検出
する。切換器２９，８０．８１は一方の表示用探知信号
Ｄｔ、即ち、０を出力せずに予め与えられた特定の色に
（ｎ方位）、ピ（ｎ＋１方位）、Ｃ（ｎ＋２方位）が表
示されるようにＡ、Ｂ、Ｃのデータを出力する。

切換器８２．８８は、３万位の重ね表示が行われている
とき例えばｎ方位の探知信号が（ｎ＋１°）および（ｎ
＋２）方位の探知信号で分かりにくいときには表示を消
す１こめに開にされるものである。

なお、表示方位の選択は表示方位設定器５４および加算
器５５．５６によシ行われる。表示方位設定器５４にｎ
が設定されると、加算器５５．５６はそれぞれ１＋１　
、　ｎ＋２の各方位の設定信号を出力する。ｎ。

ｎ＋１．ｎ＋２の各方位の設定信号は切換スイッチ１７
．ＩＢ、１ｇおよび４２，４８．４４に出力され、その
設定信号に対応した位置にこれらの各スイッチの切換位
置はセットされる。

例えば、ｎ　＋　ｎ　＋ｌ　ｒ　ｎ　＋２の各方位の代
ゎ）に（ｎ＋１）方位のみを表示したいときには表示方
位設定器５４に（ｎ＋１　）方位の設定信号を設定し、
切換器８２．８８を開にするとよい。加算器５５゜５附
必ずしも１を加算する必要はなく、プラス。

マイナスの任意の整数でもかまわない。

切換器２９，８０．８１を通過しＴコ表示信号は、優先
および色変換用リードオンリメモリ４９に入力される。

このリードオンリメモリ４９は３方位がらの表示信号中
、ｎ　＋　ｎ＋１　、ｎ＋２の順に表示優先順位を付け
る。即ち、（ｎ　＋１　）方位の信号はｎ方位の信号が
０の時のみ表示され、（ｎ＋２）方位の信号はｎ方位お
よび（ｎ＋１）方位の各信号が共に０の時のみ表示され
る。これらの信号はとのようにして表示の優先順位が付
けられ、さらに信号強度に対応して予め決定された色で
表示されるＴコめに別のディジタル信号に変換されｒコ
後、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）。

青０３）の各色のＤ／Ａ変換器８４．８ｊ、８６および
アンプ３７゜８８．８９を通って表示器５０の輝度端子
に導ひかれる。

なお、加算器１０は、メモリー回路５７に書込まれｆコ
最新の探知信号を表示器５０の右端に表示させるための
回路であって、時間カウンタ５のカウント値が例えば１
０であるならば、メモ！］　−５７１からメモ！Ｊ　−
５７（、Ｎ−１）までの各メモリーの時間方向の１０番
目が表示器５０の右端に表示される。加算器１０はま１
コ、その加算値がＬ−１を越えると、その加算値からし
を減算し１こ値を出力するようになっている。

以上説明したように、本発明によれば、広範囲方向の探
知結果を表示器上に表示するとともに所望の範囲方向か
ら帰来する反射波（探知信号）を選出し、選出しｙ、＝
探知信号の時間的経過を表示器訃 上に重ね表示させるようにしたので、探知物体がモザイ
ク状に表示されｙ＝　Ｄ　、雑音との区別表示が困難に
なったシ、あるいは小物体のときに点表示されて船舶の
蜘、揺等で点滅表示されることがなくなシ、探知物体を
明確に識別することができ、特に、探知物体の動きを操
作者の記憶に頼ることなく正確にかつ容易に把握するこ
とができる等の優れた効果を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の一実施例を示すものであ、す、第１図は
探知信号の表示例の説明に供する表示画面の模式図、第
２図は表示画面の深度（２）方向と時化、。 （至）方向に関する画素等の説明に供する表示画面の模
式図、第８図は全体のブロック回路図、第４図は超音波
送受波器および時系列回路の具体的構成図、第５図は上
記ブロック回路内のメモリー回路の詳細図である。 １・・・超音波送受波器、２・・・送信回路、８・・・
時系列回路、５・・・時間カウンタ、６・・・深度カウ
ンタ、７・・・方位カウンタ１．．８・・・分周器、９
・・・探知範囲設定器、１０・・・加算器、　１１．１
２・・・リードオンリメモリ、　　　′１３・・・クロ
ックパルス発生器、１４・・・時間方向読出用カウンタ
、１５・・・深度方向読出用カウンタ、１６・・・加算
器、１７，１８，１９，２９，８０，８１，４０．４１
・・・切換器、２８゜２４、２５・・・シフトレジスタ
、４９・・・優先および色変換リードオンリメモリ、５
ｏ・・・表示器、５４・・・表示方位設定器、５７・・
・メモリー回路 特許出願人　　古野電気株式会社 代理人弁理士　　　岡　１）和　秀 第１図 第２図 Ｙカ勺 １−１　　　　　　　　　　。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 広範囲方向からの探知信号を表示する水中探知装置にお
   ける表示装置において、前記探知信号の内、複数方位か
   らの探知信号を選出する手段と、その選出手段によシ選
   出され１こ複数方位からの探知信号の各々の時間的経過
   を表示器上に同時に重ね表示する手段とを含むことを特
   徴とする、水中探知装置における表示装置。